Energimæssig helhedsvurdering af vinduer

Jørgen Munthe Schultz, Finn Harken Kristiansen

Research output: Book/ReportReport

Abstract

Dette projekt har beskæftiget sig med energimæssig vurdering af udviklingsmulighederne på vinduesområdet på kort sigt. Udviklingsmulighederne er vurderet ud fra en helhedsbetragtning af vinduets indflydelse på både energiforbrug og termisk indeklima, og eventuelle barrierer for udviklingen er forsøgt identificeret. Helhedsvurderingen er gennemført som en beregning af det resulterende energiforbrug til rumopvarmning samt den nødvendige køleenergi til at holde indetemperaturen på maksimum 24 °C. Beregningen af køleenergien anvendes som et mål for overtemperaturproblemerne knyttet til de forskellige vinduesløsninger, og summen af opvarmningsbehovet og køleenergien er anvendt som vurderingsgrundlag for sammenligning af de forskellige mulige vinduesløsninger. Generelt set vil der være en positiv energimæssig virkning af at øge vinduernes g-værdi og sænke U-værdien undtagen for lavenergihuse, hvor der kan findes et optimum for g-værdien. Størrelsen afhænger af den aktuelle vinduesfordeling på de fire verdenshjørner. Installation af køleanlæg kan undgås ved at anvende solafskærmende ruder, men energimæssigt og komfortmæssigt er de to løsninger omtrent ligeværdige på grund af, at solindfaldet også reduceres i perioder, hvor der er behov for energitilskuddet. Den optimale løsning er en mobil solafskærmning, der kun træder i funktion, når indetemperaturen begynder at stige eller en forceret ventilation/udluftning ved stigende indetemperaturer. Begge muligheder skal være automatisk virkende, så de begyndende overtemperaturer imødegås fra start. U-værdien for ramme/karmkonstruktionen har i Danmark ikke fulgt med udviklingen på rudeområdet, mens der i Tyskland er udviklet isolerende ramme/karmkonstruktioner i forbindelse med det såkaldte ”Passiv Haus” koncept. Herhjemme er de fleste forsøg på udvikling af bedre ramme/karmkonstruktioner udført på forskningsinstitutionerne, men uden at resultaterne er taget i anvendelse af industrien. Udviklingen af smalle ramme/karmkonstruktioner er en lovende og umiddelbar vej for dels at reducere varmetabet gennem ramme/karmarealet og dels at øge glasandelen af det samlede vinduesareal med deraf følgende større sol- og dagslysindfald uden at ændre på rudens opbygning. En forbedret U-værdi kan direkte opnås ved at anvende isolerende afstandsprofiler i den forseglede rudeløsning. Afstandsprofilerne findes på markedet, men anvendes stadig kun i meget begrænset omfang primært på grund af en lidt højere pris end for den traditionelle løsning. En tolags energirude har en center U-værdi meget tæt på 1 W/m2K. Yderligere reduktion af U-værdien kræver tilføjelse af et ekstra lag glas, hvorved U-værdien kan sænkes yderligere til omkring 0,5 W/m2K. Dette medfører til gengæld en væsentlig reduktion i rudens g-værdi og i dagslystransmittansen. Derudover udgør udvendig kondens på godt isolerende ruder en væsentlig anvendelsesmæssig gene. Fænomenet, der skyldes underafkøling af den yderste glasoverflade ved udstråling til himlen, optræder i Danmark ved U-værdier omkring 1,3 W/m2K og nedefter. Der er i dette projekt opbygget et program, der kan beregne kondenshyppigheden som funktion af en række faktorer. Programmet er anvendt til at undersøge en række muligheder for at eliminere problemet. Den mest effektive løsning er at anvende en hård lavemissionsbelægning på det yderste lag glas, hvilket praktisk taget løser kondensproblemet for ruder med U-værdier ned til 0,5 W/m2K. Løsningen indebærer imidlertid en reduktion i rudens g-værdi. En anden løsning kan være de nye hydrofile belægninger, der ikke påvirker sol- og lystransmittansen. Belægningernes primære mål er at mindske rengøringsbehovet, idet belægningen bevirker, at der ikke kan dannes vanddråber på overfladen, men at de trækkes ud over hele ruden. Det vides endnu ikke, hvordan ruden opfører sig i frostvejr. Elopvarmning af det yderste lag glas enten permanent til lige over luftens dugpunkt eller om morgenen efter behov er måske en attraktiv løsning, der rent energimæssigt er en god investering, hvis det kan fremme brugen af bedre isolerende rudeløsninger. Både g-værdi og lystransmittans kan øges ved anvendelse af glas med lavt jernindhold og /eller antirefleksionsbehandling af glasoverfladerne – løsninger der er udviklet, men som ikke finder anvendelse. Glas med lavt jernindhold er væsentlig dyrere end almindeligt glas på grund af produktionsmæssige forhold, hvorfor der ikke kan forventes en væsentlig prisreduktion ved øget efterspørgsel. Baseret på de gennemførte analyser bør udviklingen af vinduer gå i retning af opnåelse af højere g-værdi og lavere U-værdi. På kort sigt ligger udviklingsmulighederne primært i udvikling af smalle ramme/karmkonstruktioner til indbygning i velisolerede vægkonstruktioner uden, at isoleringstykkelsen skal reduceres i væggen. Derudover er der en væsentlig besparelsesmulighed i anvendelse af isolerende afstandsprofiler i ruderne. Den smalle ramme/karmløsning medfører automatisk en større g-værdi for vinduet, og for selve ruden er anvendelse af antirefleksionsbehandlet glas en økonomisk attraktiv løsning til forbedring af vinduernes g-værdi. Jernfattigt glas ser derimod ikke ud til at være en økonomisk rentabel løsning til forbedring af g-værdien på trods af, at der samtidig opnås en mindre farvning af det transmitterede lys. Anvendelse af trelagsruder anses ikke for økonomisk rentabelt, før der er udviklet ramme/karmsystemer, der isoleringsmæssigt kan matche de lave rude center U-værdier. Forbedring af vinduernes energimæssige forhold kræver, at der ved projekteringen tages hensyn til de indeklimamæssige konsekvenser gennem projektering af en effektiv automatisk styret solafskærmning og/eller udluftning af bygningen når der er behov for det.
Original languageDanish
Place of PublicationKgs. Lyngby
PublisherDTU Byg, Danmarks Tekniske Universitet
Edition1
Number of pages73
ISBN (Print)87-7877-093-9
Publication statusPublished - 2002

Cite this

Schultz, J. M., & Kristiansen, F. H. (2002). Energimæssig helhedsvurdering af vinduer. (1 ed.) DTU Byg, Danmarks Tekniske Universitet.